是绝缘状态维修的基础。根据设备绝缘本身的特点及变化趋势等来确定能否继续运行或制定检修计划。

现代电气设备绝缘的在线检测技术的研究内容涉及绝缘故障机理、传感器与测量技术、数据采集、信号处理、专家系统等领域。只有了解电气设备绝缘在各种应力及运行环境下的老化机理，找到能灵敏反应绝缘状况及其变化趋势的物理或逻辑参量，才能确定相应的测量方法，获得绝缘状态的重要信息，并从分析中拟订老化标准或判据。绝缘在线检测系统见图1。

图1 绝缘在线检测系统

各系统的作用如下：①传感器系统，用于感知所需要的电气参量或非电气参量。常用的有电磁参数传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器等。②信号采集系统，将传感器得到的模拟量转换为数字量进行传输，应用数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，抑制和消除外界干扰和背景噪声提取真实信号，并进行信号的还原。③分析诊断系统，对所采集的信号进行分析、处理和诊断，从而得到所测电气设备绝缘的当前状况，并根据需要进行绝缘诊断和寿命评估。运用的方法有：小波分析技术、神经网络技术、模糊诊断技术、专家分析技术等。

电力设备主要包括变压器、避雷器、各种开关设备、互感器、绝缘套管及发电机等。由于每种设备的结构特征、性能参数及运行工况各不一样，且同一种设备不同元件的绝缘性能也不一样，如变压器的套管、绝缘油、铁心等。因此，不同绝缘系统或设备的检测特征量是不同的。

电力系统中电容型电气设备主要包括电流互感器、高压电容式套管、耦合电容器、电容式电压互感器、补偿电容器等。其绝缘结构可以看成是若干个电容串并联构成的。实践证明，在运行电压下，检测其电流、电容量和介质损耗角正切值能够判断其绝缘状态。

①电容电流的在线检测。早期曾用以对耦合电容器等的电容电流进行带电检测（图2）。由于接地刀闸K左侧还可能接有高频载波通信装置J，则在测量前应在合上K的情况下，先将原接至载波或保护装置J间的连线拆除，然后并以合适的0.5级交流毫安表。再用绝缘杆拉开闸刀K，读取在运行电压下流过此电容性试品的交流电流。根据该电路计算出实测电容量并与铭牌值做比较即可判断绝缘的状况。由于传感器的广泛采用，电流的在线监测更加方便。一类是固定性，如在接地线上套以罗哥夫斯基线圈；另一类为钳形电流表，可减小杂散电流的影响，适用于较小电流的测量。对于三相系统的三个同类的电容型试品，由于正常时三相电流总和近乎为零，这样可在其中性点处串以取样电阻，测其三相总和。

图2 电容电流的带电检测原理图

②介质损耗角正切值的在线检测。测量在工作电压下绝缘的仍可使用西林电桥的原理，但由于通常用以配套的标准电容器的工作电压仅10千伏，因而需加增电压互感器TV，其接线图见图3。互感器的误差可以事先矫正，可调节，但是长年使用触点调节可靠性较差。

图3 电桥法在线检测tanδ原理图

数字式测量的基本原理是分别对试品的电压和电流信号进行数字采集，然后对信号进行傅里叶变换，提取基波电流和基波电压，最终求得值。该方法比直接测量介质损耗角的方法简单。此外，因只对基波进行运算，对谐波进行了比较理想的数字滤波，具有较高的精度。

对于配电线路用的FS型避雷器，一般使用兆欧表带点测绝缘电阻，但是测得的绝缘电阻与外表面下部的绝缘状况直接相关，如表面脏污、受潮等都可能造成误判断，因此该方法在天气恶劣时不适用。此外，在交流运行电压下接入浅薄桥式整流电路，这是常用的一种对FS型避雷器泄漏电流的带电检测方法。由于FS型避雷器是由碳化硅阀片柱串以多阻平板型间隙所组成，间隙电容极小。因此，当避雷器瓷套内部受潮时，测得的电流值会明显增大。为了带电测试FS型避雷器工频放电电压，一般是在断开避雷器下端的接电线后，另用一台试验变压器对各相避雷器分别施加试验电压。

与FS型避雷器不同，FZ型避雷器在瓷套内每组间隙上并有均压电阻以改善电压分布及放电特性，因此对FZ型避雷器测量其绝缘电阻及电流，实质上是测量此均压电阻串的电阻及电导电流。

金属氧化物避雷器（MOA）没有串联间隙，在运行期间总有电流通过MOA的阀片，从而加速阀片的劣化。MOA在正常运行电压下，流过阀片的电流一般为容性电流。基于这一特点，MOA在线检测的主要方法有全电流法、阻性电流分量法、测取功率损耗、测取元件温度等。全电流法方法简便可行、发现受潮灵敏，但是对于早期老化不灵敏，往往要等阻性电流分量增大几倍才能发现。阻性电流分量法方法复杂，但是易于发现早期老化。功率损耗主要是利用功耗仪等设备测定因阻性电流所引起的功率损耗增加。元件温度是通过红外摄像仪等设备测定因功率损耗而引起的MOA的温度升高。

变压器油中溶解气体的气相色谱分析和变压器内部放电的在线检测是评估和识别变压器绝缘与发热状况的两种最有效的手段。

①油中溶解气体的在线检测。变压器油为石油提炼的碳氢化合物，与绝缘纸一样都是有机绝缘材料，在热、电、氧、水等多种因素作用下，容易逐渐裂解变质。色谱分析方法可用来对这些裂解出来的低分子气体进行分类定量监测，从而可在一定程度上反应出油浸纸绝缘结构中的故障或老化进程。不同的故障情况下，各特征组分气体的含量不同。如果是放电性故障，乙炔含量将明显增高；如果是过热性故障，总烃含量将明显增大。因此，利用所形成的气体组分浓度的相对比值，可推测出油或油纸绝缘所处的裂解条件。

国际电工委员会推荐使用三比值法（C₂H₂/C₂H₄、CH₄/H₂、C₂H₄/C₂H₆）进行故障判断。日本在此基础上提出了“电协研法”，可以较直观地判断故障类型。在气相色谱分析中，各国均认为在三比值法基础上加以改进的TD法最有效，即以C2H2/C2H4为纵坐标和以C₂H₄/C₂H₆为横坐标所形成的三个区域来判断变压器的局部放电、电弧放电及过热的严重程度，其判断的正确率达80%以上。此外，由于绝缘纸的老化会出现CO和CO₂，常根据这些气体的含量来对绝缘纸的老化程度做出预测，例如推测其残余聚合度。

②变压器局部放电的在线检测。是发现被监测设备绝缘早期缺陷的有效手段之一。由于变压器油、纸绝缘中含有气隙或内部场强不均匀及导体中含有尖角、毛束等，使局部电场过于集中，造成变压器的局部放电量超过规定标准范围，出现局部放电时不仅出现局部放电量增大，同时出现声、光、热等非电信号。局部放电现场监测时，由于电磁场干扰影响很大，往往使局部放电监测信号被现场干扰信号所淹没，很难做出正确的判断。针对上述情况，主要采取的方法是干扰平衡法、脉冲电流方向鉴别法、电-声联合监测法等。

设备的绝缘性能是确保其安全运行的重要条件。GIS内部中的金属微粒、粉末和水分等导电性杂质是引发设备故障的原因。设备存在导电性杂质时，因局部放电而发出不正常声音、振动，产生放电电荷、发光和产生分解气体等异常现象。GIS是采用SF₆气体绝缘和灭弧的，其性能状态将是影响GIS的重要参数，因此SF₆气体也是设备状态监测重要对象之一。

GIS局部放电的在线检测主要分为电方法和非电方法。非电检测法包括光检测法、超声波检测法、化学检测法。光检测法采用光纤传感器，局部放电产生的声波压迫使得光纤性质改变，导致光纤输出信号改变，从而可以测得放电。在GIS等电气设备内部发生局部放电时会产生电荷中和的过程，相应的会产生较陡的电流脉冲，电流脉冲的作用将使得局部放电发生的局部区域瞬间受热而膨胀，形成一个类似爆炸的效果，放电结束后原来受热而膨胀的区域恢复到原来的体积，这种由于局部放电产生的一涨一缩的体积变化引起了介质的疏密瞬间变化并形成超声波，从局部放电点以球面波的方式向四周传播，因此可以利用超声波法检测局部放电。在GIS中，局部放电会使SF₆气体分解，主要生成SOF₂和SO₂F₂。用气体传感器检测这两种气体的含量即可检测是否有局部放电产生。

电检测法包括支撑绝缘子耦合法、外部电极法、电磁耦合法。支撑绝缘子耦合法是内部的盆式支撑绝缘子在靠近接地侧由金属环引至检测仪器。外部电流法是在GIS外壳上放置一外部测量电极，外电极与外壳之间用薄膜绝缘，形成一耦合电极。绝缘薄膜的主要目的是防止外壳电流流入检测装置。发生局部放电时，GIS外壳接地线中流过的电流除工频分量外，还有高频脉冲，可通过铁磁线圈耦合进行测量。

电力电缆主要分油浸纸（OF）绝缘电力电缆和交联聚乙烯（XLPE）绝缘电力电缆两大类，由于XLPE电缆有极好的绝缘特性和易于加工的特点，实际中多用XLPE电缆来取代油纸电缆。

对XLPE电缆实施在线检测与诊断的主要方法是直流分量法。由于在XLPE电缆交流充电电流中的直流分量是这种电缆存在水树的重要标志，并与电缆中的水树长度、交流击穿电压和直流泄漏电流等绝缘判据有着良好的线性对应关系。因此，通过对XLPE电缆中直流分量的在线检测便能对XLPE电缆绝缘的水树老化程度进行诊断。

尽管不同的绝缘有不同的检测方法和特征量，但绝缘带电检测技术的实现包括3个基本部分：①针对不同的绝缘系统及设备，采用正确的测量手段并选择合适的传感器，对被测对象的特性参数进行测量；②对测量信号进行处理，去除干扰信号，获得被测对象运行状态中最敏感、最真实、最有效的技术参数；③系统地将被检测到的特征参数和绝缘老化过程的特征与多年运行经验进行比较识别、判断，并对绝缘性能的发展趋势进行预判，估算绝缘故障的概率，为日后维修提供技术依据。